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JP2010129923A - 発光部材、発光装置、照明装置、バックライト装置および発光部材の製造方法 - Google Patents

発光部材、発光装置、照明装置、バックライト装置および発光部材の製造方法 Download PDF

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JP2010129923A JP2008305603A JP2008305603A JP2010129923A JP 2010129923 A JP2010129923 A JP 2010129923A JP 2008305603 A JP2008305603 A JP 2008305603A JP 2008305603 A JP2008305603 A JP 2008305603A JP 2010129923 A JP2010129923 A JP 2010129923A
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Showa Denko KK
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Abstract

【課題】発光素子を保護するための保護部材とリードフレームとの密着性を高める。
【解決手段】ＬＥＤ（赤色ＬＥＤ６６Ｒ、第１緑色ＬＥＤ６６Ｇ１、第２緑色ＬＥＤ６６Ｇ２、青色ＬＥＤ６６Ｂ）と、ＬＥＤを支持する支持面と支持面と対向する対向面とを有し、対向面の側縁部に対向面の面積を広げる方向に凸状部６２ａが形成されたリードフレーム（第１リード部６２）と、リードフレームの凸状部６２ａに倣って形成されてリードフレームに保持され、ＬＥＤを保護する筐体６１とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、発光素子を用いた発光部材、発光装置、照明装置、バックライト装置および発光部材の製造方法に関する。
近年、電球や蛍光ランプに代わり、高効率・長寿命が期待される例えば発光ダイオード（Light Emitting Diode）などの発光素子を用いた発光部材が、照明器具や液晶ディスプレイのバックライトなどに利用されている。このような発光部材においては、一般に、発光素子や発光素子を保護するための保護部材などが発光素子に電力を供給するリードフレーム上に一体に構成され、小型化・薄型化が図られている。
例えば特許文献１には、発光素子が配置される部分が段差状に折り曲げて形成されたリードフレームを用いるとともに、発光素子が配置された段差部分にリードフレームと一体にハウジングが形成された半導体発光装置が記載されている。
特開２００７−７３５７５号公報
ここで一般に、発光部材の薄型化を図るために発光素子を保護する保護部材をリードフレーム上にて薄層に形成すると、保護部材とリードフレームとの厚さ方向の結合面積が小さくなる。そのため、保護部材とリードフレームとの密着性が低下して、小さな衝撃でも保護部材がリードフレームから離脱し易くなる。その結果、発光素子が損傷等を受けて発光部材の光量が低下したり、複数の発光素子により生成される光の色度に変動が生じる場合がある。
本発明は、発光素子を保護するための保護部材とリードフレームとの密着性を高めることを目的とする。
かかる目的のもと、本発明が適用される発光部材は、発光素子と、発光素子を支持する支持面と支持面と対向する対向面とを有し、対向面の側縁部に対向面の面積を広げる方向に凸状部が形成された支持部材と、支持部材の凸状部が埋め込まれて支持部材に保持され、発光素子を保護する保護部材とを備えたことを特徴としている。
このような発光部材において、発光素子の一方の電極が接続される電極部材をさらに備え、支持部材は、発光素子の他方の電極が接続されるとともに、電極部材よりも厚さが厚く構成されたことを特徴とすることができる。また、発光素子の一方の電極が接続される電極部材をさらに備え、電極部材は、支持部材の支持面と同一面に位置する第１面と、第１面に対して段差を持った第２面とが形成されたことを特徴とすることができる。さらに、支持部材は、支持面の側縁部に支持面の面積を広げる方向に凸状部が形成され、保護部材は、支持面の側縁部に形成された凸状部にさらに倣って形成されたことを特徴とすることができる。
さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される発光装置は、発光素子と、発光素子を支持する支持面と支持面と対向する対向面とを有し、対向面の側縁部に対向面の面積を広げる方向に凸状部が形成された支持部材と、支持部材の凸状部が埋め込まれて支持部材に保持され、発光素子を保護する保護部材とを有する発光部材と、複数の発光部材を電気的に接続して発光部材に電力を供給する回路が形成された回路部材とを備えたことを特徴としている。
さらにまた、他の観点から捉えると、本発明が適用される発光部材の製造方法は、発光素子が支持される支持面と対向する対向面の側縁部に対向面の面積を広げる方向に凸状部が形成されたフレーム板金に、凸状部が埋め込まれるように発光素子を保護する保持部材を形成する工程と、フレーム板金の支持面に発光素子を載せる工程と、発光素子を支持面に固定する工程とを含むことを特徴としている。
このような発光部材の製造方法において、フレーム板金の対向面に凸状部を形成する工程をさらに含むことを特徴とすることができる。また、保持部材を形成する工程は、発光素子の一方の電極が接続される領域が段差を持って形成されたフレーム板金に保持部材を形成することを特徴とすることができる。さらに、保持部材を形成する工程は、支持面の側縁部に支持面の面積を広げる方向に凸状部がさらに形成されたフレーム板金に保持部材を形成することを特徴とすることができる。加えて、保持部材を形成する工程は、支持面が発光素子の一方の電極が接続される領域よりも厚く形成されたフレーム板金に保持部材を形成することを特徴とすることができる。
さらにまた、他の観点から捉えると、本発明が適用される照明装置は、基板と、基板の表面に取り付けられた前記発光装置と、凹字状の断面形状を有し凹部内側の底部に当該発光装置が取り付けられるように構成されたリフレクタとを備えたことを特徴としている。
また、他の観点から捉えると、本発明が適用されるバックライト装置は、バックライトフレームと、バックライトフレームに配置された前記発光装置とを設けたことを特徴としている。
本発明によれば、発光素子を保護するための保護部材とリードフレームとの密着性を高めることができる。
さらに、本発明の発光部材は、前記支持部材は、前記支持面の側縁部に当該支持面の面積を広げる方向に凸状部が形成され、前記保護部材は、当該支持面の側縁部に形成された当該凸状部にさらに倣って形成されたことにより、発光部材に作用する上下方向の力への抑制力を生み出す効果を有する。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜実施の形態１＞
図１は本実施の形態が適用される発光装置１１を備えた照明装置１０の全体構成の一例を説明する図である。ここで、図１（ａ）は照明装置１０を被照射側からみた正面図であり、（ｂ）は照明装置１０の側面図である。
図１に示した照明装置１０は、配線やスルーホール等が形成された基板５１と、基板５１の表面に取り付けられた発光部材の一例としての複数の発光チップ５２とを備えた発光装置１１と、凹字状の断面形状を有し、凹部内側の底部に発光装置１１が取り付けられるように構成されたリフレクタ１２とを備えている。また、照明装置１０は、発光装置１１の基板５１の裏面と、リフレクタ１２の凹部内側の底部との間に挟まれるように配置された放熱部材１３をさらに備えている。そして、発光装置１１および放熱部材１３は、金属製のねじ１４によってリフレクタ１２に取り付けられ、固定されている。このため、基板５１には、ねじ１４の取り付け位置に対応したねじ穴（不図示）が形成されている。なお、照明装置１０には、必要に応じて、発光チップ５２から出射される光を均一にするための拡散レンズ等を設けるように構成してもよい。
基板５１は、例えばガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板（ガラエポ基板）等で構成され、長方形の形状を有している。そして、基板５１の内部には複数の発光チップ５２を電気的に接続するための配線が形成され、その表面には白色レジスト膜が塗布形成されている。また、基板５１は、放熱性を高めるために、表面、裏面ともにできる限り多くの面積部分に銅箔を残した配線が形成され、表面と裏面とはスルーホールを介して電気的・熱的に接続されている。なお、白色レジスト塗装膜に代えて、蒸着等により金属膜を形成するようにしてもよい。
発光チップ５２は、基板５１の表面に、基板５１の短手方向に３列、かつ長手方向に１４列の合計４２個が取り付けられている。
筐体および反射部材の一例としてのリフレクタ１２は、例えば折り曲げ加工された金属板で構成されており、その凹部内側は白色に塗装されている。そして、リフレクタ１２は、照明装置１０を構成した際に、電気的に接地される。なお、リフレクタ１２の凹部内側には、白色塗装膜に代えて、蒸着等により金属膜を形成するようにしてもよい。
次の図２は、放熱部材１３の構成を説明するための図である。ここで、図２（ａ）は放熱部材１３の上面図、（ｂ）は（ａ）のIＸ−IＸ断面図である。
放熱部材１３は、リフレクタ１２（図１参照）と接する側に設けられた第１放熱シート１３１と、第１放熱シート１３１上に設けられた導電シート１３２と、導電シート１３２上であって発光装置１１の基板５１（図１参照）の裏面と接する側に設けられた第２放熱シート１３３とを備えている。すなわち、放熱部材１３は、第１放熱シート１３１と第２放熱シート１３３とによって導電シート１３２を挟み込んだ構成を有している。そして、第１放熱シート１３１および第２放熱シート１３３が絶縁部材としても機能している。具体的には、第１放熱シート１３１および第２放熱シート１３３は、例えばシート状熱伝導ゲル（株式会社タイカ製、ＣＯＨ−４０００、厚さ１ｍｍ）など、熱伝導性が高く絶縁性も高い材料で構成されている。一方、導電シート１３２は、例えば銅箔やアルミ箔など、熱伝導性が高く導電性も高い材料で構成されている。
また、放熱部材１３には、対角の位置に２つの穿孔１３０が貫通するように形成されている。２つの穿孔１３０は、図１に示した発光装置１１および放熱部材１３をリフレクタ１２に取り付ける際に、ねじ１４が貫通する位置に形成されている。そして、穿孔１３０の直径はねじ１４の径よりも大きく形成されている。それにより、導電シート１３２にねじ１４が接触しない状態で、発光装置１１および放熱部材１３をリフレクタ１２に取り付けている。なお、穿孔１３０の内壁に、樹脂等を用いた絶縁保護層を形成してもよい。
それにより、放熱部材１３の導電シート１３２は、図１に示した照明装置１０を構成した際に、ねじ１４および接地されたリフレクタ１２と電気的に絶縁され、非接地状態におかれる。一方、発光装置１１の基板５１は、ねじ１４およびリフレクタ１２を介して接地される。
図３は、発光部材の一例としての発光チップ５２の構成を説明する図である。ここで、図３（ａ）は発光チップ５２の上面図、（ｂ）は（ａ）のＸＡ−ＸＡ断面図である。
図３に示した発光チップ５２は、凹部６１ａが形成された発光素子を保護する保護部材の一例としての筐体６１と、筐体６１が一体成型されたリードフレームに形成された５つのリード部、すなわち第１リード部６２と、第２リード部６３Ｒと、第３リード部６３Ｇ１と、第４リード部６３Ｂと、第５リード部６３Ｇ２とを備えている。さらに、発光チップ５２は、凹部６１ａの底面に取り付けられた発光素子の一例としての例えば４つのＬＥＤ（Light Emitting Diode）、すなわち例えば波長６４０ｎｍの赤色（Ｒ）を発光する赤色ＬＥＤ６６Ｒと、例えば波長５３０ｎｍの緑色（Ｇ）を発光する第１緑色ＬＥＤ６６Ｇ１および第２緑色ＬＥＤ６６Ｇ２と、例えば波長４５０ｎｍの青色（Ｂ）を発光する青色ＬＥＤ６６Ｂとを備えている。またさらに、発光チップ５２は、筐体６１の凹部６１ａを覆うように設けられた封止部６９を備えている。
なお、図３（ａ）においては、封止部６９の記載を省略している。また、図３（ａ）では、第１緑色ＬＥＤ６６Ｇ１と第２緑色ＬＥＤ６６Ｇ２とが対角に配置される構成を採用した場合を示している。
筐体６１は、各リード部（第１リード部６２、第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、第５リード部６３Ｇ２）が形成されたリードフレームに白色の熱可塑性樹脂を射出成型することによって、リードフレームと一体に構成されている。
リードフレームに形成された各リード部は、０．１〜０．５ｍｍ程度の厚みをもつ金属板で構成されている。この金属板としては、例えば加工性、熱伝導性に優れた鉄／銅合金をベースとし、その上にめっき層としてニッケル、チタン、金、銀などを数μｍ積層して構成される。本実施の形態では、第１リード部６２を例えば０．３ｍｍ程度の厚みとし、例えば０．１５ｍｍ程度の厚みで形成された他の第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、および第５リード部６３Ｇ２よりも厚く形成している。加えて、第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、および第５リード部６３Ｇ２には段差が形成され、後述するように（図４参照）、発光チップ５２の薄型化を実現している。
また、各リード部それぞれの一部は、凹部６１ａの底面に露出するように形成されている。さらには、各リード部それぞれの一端部側は筐体６１の外側に露出するように形成されている。
リードフレームに形成された各リード部は、それぞれが筐体６１を構成する熱可塑性樹脂で埋められた間隙６４を隔てて相互に電気的に絶縁されている。また、第１リード部６２は凹部６１ａの底面の中央部に形成されている。そして、凹部６１ａの底面中央部に相当する第１リード部６２上の領域には、各ＬＥＤ（赤色ＬＥＤ６６Ｒ、第１緑色ＬＥＤ６６Ｇ１、第２緑色ＬＥＤ６６Ｇ２、青色ＬＥＤ６６Ｂ）が、例えば半田や樹脂接着剤等により、裏面（発光面とは反対側の面）を第１リード部６２表面（支持面）に密着させて固定されている。したがって、第１リード部６２および第１リード部６２を形成するリードフレームは、各ＬＥＤを支持する支持部材としても機能する。
また、各ＬＥＤは、各ＬＥＤの上面に設けられたカソード電極（−極）が、金線によって第１リード部６２に電気的に接続されている。一方、各ＬＥＤの上面に設けられたアノード電極（＋極）が、凹部６１ａの底面中央部に到達しない位置に形成された第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、および第５リード部６３Ｇ２それぞれに、金線によって電気的に接続されている。
そして、赤色ＬＥＤ６６Ｒには、第２リード部６３Ｒと第１リード部６２とから、例えば２５℃環境下における順方向電圧ＶＦとして＋２．１Ｖが印加される。また、第１緑色ＬＥＤ６６Ｇ１、第２緑色ＬＥＤ６６Ｇ２、および青色ＬＥＤ６６Ｂには、第３リード部６３Ｇ１、第５リード部６３Ｇ２、および第４リード部６３Ｂと、第１リード部６２とから、例えば２５℃環境下における順方向電圧ＶＦとして＋３．２Ｖが印加される。それにより、各ＬＥＤに順方向電流ＩＦを通電させて、発光チップ５２の中央部からＲ、Ｇ、Ｂ各色を混合させた白色光を出射させる。
また、図３（ｂ）に示したように、本実施の形態の発光チップ５２では、各ＬＥＤの裏面がリードフレームの第１リード部６２の表面（支持面）に密着するように固定されている。それにより、各ＬＥＤの裏面から第１リード部６２に熱が伝導するように構成され、各ＬＥＤの過度の昇温を抑制している。
筐体６１の凹部６１ａを覆う封止部６９は、可視領域の波長において光透過率が高く、また屈折率が高い透明樹脂にて構成される。また、封止部６９の表面（白色光の出射面）は平坦面で形成されている。この封止部６９を構成する樹脂としては、高い耐熱性、耐候性、および機械的強度を有する例えばエポキシ樹脂やシリコン樹脂が用いられる。
次に、発光チップ５２に形成された筐体６１とリードフレームとの結合について説明する。
図４は、発光チップ５２において筐体６１が形成された領域の断面図である。すなわち、図４は、図３（ａ）に示した発光チップ５２のＸＢ−ＸＢ断面図である。
図４に示したように、本実施の形態の発光チップ５２に用いられるリードフレームは、各ＬＥＤのアノード電極が接続される電極部材の一例としての第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、および第５リード部６３Ｇ２の一端部（外側端部：図４のｏｕｔｓｉｄｅ）と他端部（内側端部：図４のｉｎｓｉｄｅ）とが段差（ｓｔｅｐ）を形成するように、外側端部（ｏｕｔｓｉｄｅ）と内側端部（ｉｎｓｉｄｅ）との間が折り曲げて構成されている。なお、図４では、第４リード部６３Ｂおよび第５リード部６３Ｇ２だけが示されているが、第２リード部６３Ｒおよび第３リード部６３Ｇ１においても同様である。
各リード部（第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、第５リード部６３Ｇ２）に段差が形成され、各リード部の外側端部（ｏｕｔｓｉｄｅ）が内側端部（ｉｎｓｉｄｅ）よりも一段低く形成されることで、各リード部の内側端部側には、筐体６１を一体成型してリードフレームに結合させる空間（ｓｐａｃｅ）が構成される。それにより、この空間（ｓｐａｃｅ）を埋めるように筐体６１を一体成型することで、筐体６１がリードフレームに結合される。またその際に、筐体６１の底面（ｂａｓｅ）と各リード部の外側端部側の底面（ｂａｓｅ）とが同一の平面内で平坦となるように形成することにより、リードフレームの段差分の厚さ（ｓｔｅｐ）の範囲内で、各リード部の外側端部（ｏｕｔｓｉｄｅ）側を筐体６１の外側に露出させることができる。
このように、各リード部（第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、第５リード部６３Ｇ２）が設定される部分に段差が形成されたリードフレームを用いることで、各リード部に形成された段差分の厚さ空間（ｓｐａｃｅ）内で、筐体６１とリードフレームとの結合と、各リード部の外側端部（ｏｕｔｓｉｄｅ）の筐体６１外側への露出とを共に実現することができる。それによって、発光チップ５２が基板５１（図１参照）上に搭載される際には、発光チップ５２の厚さは、リードフレームの段差（ｓｔｅｐ）と封止部６９が形成される領域の厚さ分だけとなり、発光チップ５２の小型化・薄型化が図られる。
なお、ここでのリードフレームの段差（ｓｔｅｐ）とは、各リード部の内側端部（ｉｎｓｉｄｅ）の上面（第１面）と外側端部（ｏｕｔｓｉｄｅ）の下面との間の距離をいう。また、内側端部の上面（第１面）と段差を持った外側端部の上面を第２面と称する。
本実施の形態では、上記したように、第１リード部６２の厚さは、リードフレームの段差（ｓｔｅｐ）とほぼ同一となるように、第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、第５リード部６３Ｇ２よりも厚く形成されている。すなわち、第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、第５リード部６３Ｇ２の厚さが例えば０．１５ｍｍであるのに対して、第１リード部６２の厚さは例えば０．３ｍｍで構成されている。そしてこの場合に、リードフレームの段差（ｓｔｅｐ）を０．３ｍｍに構成すれば、筐体６１の底面（ｂａｓｅ）と、第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、および第５リード部６３Ｇ２の外側端部側の底面（ｂａｓｅ）と、第１リード部６２の底面（ｂａｓｅ）とは同一の平面で平坦に形成される。そのため、発光チップ５２が基板５１上に搭載される際には、各リード部は基板５１と同一の平面（ｂａｓｅ）で密着するので、基板５１上での半田等による電気的な接合が容易かつ確実となる。また、基板５１上にて発光チップ５２が安定的に保持される。
さらには、第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、第５リード部６３Ｇ２の内側端部の上面（第１面）は、第１リード部６２表面（支持面）と同一面に位置するように形成される。
また、第１リード部６２表面（支持面）には各ＬＥＤの裏面が密着するように固定される。それにより、各ＬＥＤの裏面から第１リード部６２に熱が伝導するが、その場合に第１リード部６２が厚く構成されているため、第１リード部６２の熱容量は大きい。そのため、各ＬＥＤにて発生した熱が第１リード部６２に伝導された際に、第１リード部６２内部にて熱が拡散され易いので、各ＬＥＤの冷却効果を高めることとなる。
加えて、本実施の形態の発光チップ５２においては、第１リード部６２の表面（支持面）と対向する対向面である図４の破線で示した底面（ｂａｓｅ）の側縁部に、第１リード部６２の側面Ｓ１の法線方向（図４のＸ１、Ｘ２等の方向）に向けた凸状部６２ａが形成されている。すなわち、第１リード部６２の底面（ｂａｓｅ）の面積を広げる方向に凸状部６２ａが形成されている。それにより、筐体６１は、第１リード部６２の底面（ｂａｓｅ）側縁部に形成された凸状部６２ａに倣って形成される。それによって、凸状部６２ａが筐体６１の内側に向けて埋め込まれるようにリードフレームに結合される。そのため、例えば発光チップ５２が下方向（Ｚ１方向）への衝撃が受けて、筐体６１に下方向の力が加わった場合に、筐体６１は、第１リード部６２の凸状部６２ａによりリードフレームからの離脱を抑制する力を受ける。それによって、筐体６１が下方向（Ｚ１方向）に力を受けた場合にも、筐体６１はリードフレームから離脱し難い構造が実現されている。
他方、筐体６１が上方向（Ｚ２方向）に力を受けた場合には、筐体６１が結合される空間（ｓｐａｃｅ）の上部には第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、および第５リード部６３Ｇ２が位置している。それにより、筐体６１に上方向（Ｚ２方向）への力が加わった場合には、第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、および第５リード部６３Ｇ２が、筐体６１に対してリードフレームからの離脱を抑制する力を作用させる。それによって、筐体６１が上方向（Ｚ２方向）に力を受けた場合においても、筐体６１はリードフレームから離脱し難い構造が実現される。
ここで、第１リード部６２の底面（ｂａｓｅ）側縁部に凸状部６２ａが形成されていない従来の構成を考察する。上記したように、筐体６１は、リードフレームに形成された段差分の厚さでリードフレームに結合されている。そのため、上下方（Ｚ１方向、Ｚ２方向）に関する筐体６１とリードフレームとの結合面は、図４に示したように、第１リード部６２の側面Ｓ１、および第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、第５リード部６３Ｇ２の側面Ｓ２,Ｓ３だけとなる（なお、図４では第４リード部６３Ｂおよび第５リード部６３Ｇ２だけを示している）。それにより、筐体６１に対して下方向（Ｚ１方向）に力が加わると、それに対抗して筐体６１に作用する抑制力は、第１リード部６２の側面Ｓ１や、第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、第５リード部６３Ｇ２の側面Ｓ２,Ｓ３での筐体６１とリードフレームとの結合力だけとなる。そのために、下方向（Ｚ１方向）の力に対して筐体６１はリードフレームから離脱し易い構造であったといえる。
それに対して、本実施の形態の発光チップ５２においては、第１リード部６２の底面（ｂａｓｅ）側縁部に、第１リード部６２の側面Ｓ１の法線方向（図４のＸ１、Ｘ２方向等）に向けた凸状部６２ａを形成している。そのため、第１リード部６２の底面は、それ以外の第１リード部６２の側面部よりも面積が広く形成される。また、第１リード部６２の底面側縁部において筐体６１が第１リード部６２の凸状部６２ａに倣って形成され、凸状部６２ａが筐体６１に埋め込まれて構成される。それにより、第１リード部６２の底面側縁部の凸状部６２ａが筐体６１を下方向（Ｚ１方向）から支える構造が形成され、筐体６１に作用する下方向（Ｚ１方向）の力に対抗する力を生み出す。それにより、筐体６１が下方向（Ｚ１方向）の力を受けた場合にも、筐体６１がリードフレームから離脱し難い。
ところで、第１リード部６２の底面（ｂａｓｅ）側縁部に形成される凸状部６２ａの断面形状（図３に示した発光チップ５２のＸＢ−ＸＢ断面）としては、筐体６１に埋め込まれて筐体６１に作用する下方（Ｚ１方向）の力に対抗する抑制力を生み出す形状であれば、三角形状、四角形状、楕円等の曲面を含む形状、くさび形状等といった何れの形状であってもよい。すなわち、底面側縁部の凸状部６２ａにより第１リード部６２の底面がそれ以外の第１リード部６２の側面部よりも面積が広く形成されれば、凸状部６２ａの断面形状は何れの形状であってもよい。
続いて、発光チップ５２の製造方法について説明する。
発光チップ５２を製造するに際しては、まず第１工程として、リードフレームとなる部分がマトリクス状に複数配列されたフレーム板金２０を作製する。図５は、フレーム板金２０の一例を示した平面図である。図５に示したように、フレーム板金２０には、発光チップ５２での第１リード部６２や、第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、および第５リード部６３Ｇ２となる部分が形成されるリードフレームの周囲を打ち抜いた打ち抜き部２１が、マトリクス状に複数配列されている。また、フレーム板金２０には、第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、第５リード部６３Ｇ２部分に段差を形成する折り曲げ部Ｃ（図５中の破線部）が形成されている。この第１工程では、図５に例示したようなフレーム板金２０を作製する。
次の第２工程では、フレーム板金２０のリードフレームとなる部分の中で第１リード部６２を構成する部分の底面側縁部に、第１リード部６２の底面の面積を広げる方向に向けて凸状部６２ａを形成する。
図６は、第１リード部６２に凸状部６２ａを形成する工程の一例を示した断面図である。図６では、図５に示したフレーム板金２０のＸＩ−ＸＩ断面を用いて説明する。まず、図６（ａ）は、第１リード部６２に凸状部６２ａが形成される前の状態を示している。図６（ｂ）に示したように、この第２工程では、図６（ａ）に示した状態の第１リード部６２の上下面に対して上下方向から平板状の上金型１００と下金型１０１とによってプレス（加圧）加工する。その際に、下金型１０１を上下動させることで、図６（ｃ）に示したように、第１リード部６２の底面側縁部（破線領域）には、第１リード部６２の側面Ｓ１の法線方向（Ｘ１、Ｘ２方向等）に向けた凸状部６２ａが形成される。
ここでは下金型１０１を上下動させる方法を説明したが、その他に、下金型としてロール状の金型を回転させながらプレスする方法を用いてもよい。
なお、フレーム板金２０を作製する工程と、フレーム板金２０の第１リード部６２に凸状部６２ａを形成する工程とを発光チップ５２の製造工程とは別工程として設定してもよい。その場合には、次の第３工程の前に、第１リード部６２の底面側縁部に凸状部６２ａが形成されたフレーム板金２０が前もって用意されることとなる。
次の第３工程では、図７に示したように、このフレーム板金２０にマトリクス状に複数配列されているリードフレームとなる部分に、それぞれ白色の熱可塑性樹脂を射出成型し、中央部に凹部６１ａを有する筐体６１を形成する。図７は、中央部に凹部６１ａを有する筐体６１がリードフレームとなる部分それぞれに成型されたフレーム板金２０の一例を示した平面図である。この第３工程では、第１リード部６２が形成される領域の底面側縁部において筐体６１が凸状部６２ａに倣って形成され、凸状部６２ａが筐体６１に埋め込まれて構成される。
そして、次の第４工程では、フレーム板金２０に一体成型された筐体６１の凹部６１ａの中央部となる第１リード部６２上の位置（図３（ａ）参照）に、各ＬＥＤ（赤色ＬＥＤ６６Ｒ、第１緑色ＬＥＤ６６Ｇ１、第２緑色ＬＥＤ６６Ｇ２、青色ＬＥＤ６６Ｂ）をダイボンディングする。
各ＬＥＤを第１リード部６２表面にダイボンディングした後の第５工程では、各ＬＥＤの上面に設けられたカソード電極と第１リード部６２とのワイヤーボンディングと、各ＬＥＤの上面に設けられたアノード電極と第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、および第５リード部６３Ｇ２それぞれとのワイヤーボンディングとを行う。それにより、各ＬＥＤと第１リード部６２とが電気的に接続され、各ＬＥＤと第２リード部６３Ｒ、第３リード部６３Ｇ１、第４リード部６３Ｂ、第５リード部６３Ｇ２それぞれとが電気的に接続される。
次の第６工程では、筐体６１の凹部６１ａを覆う封止部６９に透明樹脂を充填する。
そして最後の第７工程にて、フレーム板金２０を切断して、上記の図３に示した個々の発光チップ５２とする。
上記のような第１工程から第７工程までの製造工程を経ることによって、複数の発光チップ５２が一括して製造される。このような発光チップ５２では、第２工程において、第１リード部６２が形成される領域の底面側縁部に、第１リード部６２の底面の面積を広げる方向に向けて凸状部６２ａが形成される。そのため、第３工程において、第１リード部６２が形成される領域の底面側縁部において筐体６１が凸状部６２ａに倣って形成され、筐体６１には凸状部６２ａが埋め込まれて構成される。それにより、第１リード部６２の底面側縁部の凸状部６２ａが筐体６１を下方向（図４のＺ１方向）から支える構造が形成され、筐体６１に作用する下方向の力に対抗する力を生み出す。それにより、発光チップ５２は小型・薄型に構成されるとともに、筐体６１は下方向の力を受けた場合にもリードフレームから離脱し難い構造が実現される。
本実施の形態の発光装置１１においては、上記の製造工程を経て製造された発光チップ５２が例えば４２個使用され、回路部材の一例としての基板５１の表面に配列される。そして、基板５１上に構成された回路により各発光チップ５２に電力が供給・制御され、照明装置１０の光源部として機能する。
なお、本実施の形態では、赤色ＬＥＤ６６Ｒと、第１緑色ＬＥＤ６６Ｇ１および第２緑色ＬＥＤ６６Ｇ２と、青色ＬＥＤ６６Ｂとを並列に接続して構成した発光チップ５２について説明した。発光チップ５２の構成としては、本実施の形態で示したものの他に、例えば１つの青色ＬＥＤを配置した形態や、複数の青色ＬＥＤを直列に接続した形態等を用いることもできる。その場合には、封止部６９は、青色ＬＥＤから出射される青色光の一部を緑色光および赤色光に変換する蛍光体を含有させた透明樹脂で構成される。また、透明樹脂に含有させる蛍光体としては、青色光の一部を黄色光に変換する蛍光体、あるいは、青色光の一部を黄色光および赤色光に変換する蛍光体を用いてもよい。
以上説明したように、本実施の形態の発光装置１１では、第１リード部６２の底面側縁部に、第１リード部６２の底面の面積を広げる方向に向けて凸状部６２ａが形成される。そして、筐体６１の内側に向けて第１リード部６２の底面側縁部の凸状部６２ａが埋め込まれることで、第１リード部６２が凸状部６２ａにより筐体６１を下方向（図４のＺ１方向）から支える構造が形成され、筐体６１に作用する下方向の力に対抗する力を生み出す。それにより、発光チップ５２は小型・薄型に構成されるとともに、筐体６１は下方向の力を受けた場合にもリードフレームから離脱し難い構造が実現される。
＜実施の形態２＞
本実施の形態の発光チップ５２では、第１リード部６２の上面の側縁部にも、第１リード部６２の側面Ｓ１の法線方向（図４のＸ１、Ｘ２方向等）に向けた凸部が形成された構成について説明する。なお、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
図８に示したように、本実施の形態の発光チップ５２においては、図８の破線で示した第１リード部６２の底面（ｂａｓｅ）の側縁部に加えて、同じく破線で示した第１リード部６２の上面（ｕｐｐｅｒ）の側縁部に第１リード部６２の側面Ｓ１の法線方向（図４のＸ１、Ｘ２等の方向）に向けた凸状部６２ｂが形成されている。それにより、筐体６１には、第１リード部６２の底面（ｂａｓｅ）側縁部に形成された凸状部６２ａと、上面（ｕｐｐｅｒ）側縁部に形成された凸状部６２ｂとが埋め込まれて構成される。そのため、筐体６１が下方向（Ｚ１方向）に力を受けた場合に、筐体６１は、第１リード部６２の凸状部６２ａによりリードフレームからの離脱を抑制する力を受ける。また、筐体６１が上方向（Ｚ２方向）に力を受けた場合に、筐体６１は、第１リード部６２の凸状部６２ｂによってもリードフレームからの離脱を抑制する力を受ける。それによって、筐体６１が下方向（Ｚ１方向）および上方向（Ｚ２方向）の何れの力を受けた場合にも、筐体６１は第１リード部６２から離脱を抑制する力を受け、リードフレームから離脱し難い構造が実現される。
このように、本実施の形態の発光チップ５２では、第１リード部６２の底面側縁部および上面側縁部に、第１リード部６２の底面の面積を広げる方向に向けた凸状部６２ａと、上面の面積を広げる方向に向けた凸状部６２ｂとが形成されている。それにより、筐体６１が下方向（Ｚ１方向）および上方向（Ｚ２方向）の何れの力を受けた場合にも、筐体６１はリードフレームから離脱し難い構造が実現される。
＜実施の形態３＞
実施の形態１では、発光装置１１を照明装置１０の光源部として用いる構成について説明した。本実施の形態では、発光装置１１を液晶表示装置のバックライト装置８０として用いる構成について説明する。なお、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
図９は、本実施の形態のバックライト装置８０の一部の構造を説明する図である。図９（ａ）は発光装置１１が装着されたバックライト装置８０の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸＩＩ−ＸＩＩ断面図である。図９に示す例では、液晶表示装置の背面直下に発光装置１１を配置する直下型のバックライト構造を採用している。そして、このバックライト構造では、液晶表示装置の背面の全体にほぼ均等に発光部材が配列されている。
バックライト装置８０の基板であるバックライトフレーム８１は、例えばアルミニウムやマグネシウム、鉄、またはそれらを含む金属合金などで生成される筐体構造を形成している。そして、その筐体構造の内側に、例えば白色高反射の性能を有するポリエステルフィルムなどが貼られ、リフレクタとしても機能するように構成されている。この筐体構造としては、液晶表示装置の大きさに対応して設けられる背面部８１ａ、この背面部８１ａの四隅を囲う側面部８１ｂを備えている。そして、この背面部８１ａ上には放熱部材８８が配置される。
図９に示したバックライト装置８０では、発光装置１１が複数（本実施の形態では８枚）設けられている。そして、各発光装置１１は、それぞれ複数 （本実施の形態では１枚の発光装置１１に対して２本）のネジ８７により、例えば上記の図２に示したものと同様な構造の放熱部材８８を介してバックライトフレーム８１に固定されている。
このバックライトフレーム８１に複数の発光装置１１が配置されることで、バックライト構造の全体として、各色を発光する発光チップ８３が均等に配置される。それにより、バックライトフレーム８１に存在する各発光チップ８３の全体を用いることで、輝度および色度の均一性を実現したバックライト装置８０が構成される。なお、図９に示したバックライト装置８０では、複数の発光装置１１が設けられているが、バックライトの光源として用いられるすべての発光チップ８３を１つの基板にまとめた単独の発光装置１１として構成してもよい。
この発光装置１１は、回路部材の一例としての配線基板８２と、この配線基板８２に実装される発光部材の一例としての複数の発光チップ８３とを備えている。本実施の形態の発光装置１１に備えられた各発光チップ８３は、実施の形態１で説明した図３の発光チップ５２と同様に構成されている。すなわち、上記の図３に示したように、第１リード部６２の底面側縁部に、第１リード部６２の底面の面積を広げる方向に向けて凸状部６２ａが形成される。そして、筐体６１の内側に向けて第１リード部６２の底面側縁部の凸状部６２ａが埋め込まれることで、第１リード部６２が凸状部６２ａにより筐体６１を下方向（図４のＺ１方向）から支える構造が形成され、筐体６１に作用する下方向の力に対抗する力を生み出す。それにより、発光チップ８３は小型・薄型に構成されるとともに、筐体６１は下方向の力を受けた場合にもリードフレームから離脱し難い構造が実現される。
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
実施の形態１が適用される発光装置を備えた照明装置の全体構成の一例を説明する図である。 放熱部材の構成を説明するための図である。 発光チップの構成を説明するための図である。 発光チップにおいて筐体が形成された領域の断面図である。 フレーム板金の一例を示した平面図である。 第１リード部に凸状部を形成する工程の一例を示した断面図である。 中央部に凹部を有する筐体がリードフレームとなる部分それぞれに成型されたフレーム板金の一例を示した平面図である。 実施の形態２の発光チップにおいて筐体が形成された領域の断面図である。 実施の形態３のバックライト装置の一部の構造を説明する図である。
符号の説明
１０…照明装置、１１…発光装置、１２…リフレクタ、１３…放熱部材、２０…フレーム板金、５１…基板、５２,８３…発光チップ、６１…筐体、６２…第１リード部、６２ａ,６２ｂ…凸状部、６３Ｒ…第２リード部、６３Ｇ１…第３リード部、６３Ｂ…第４リード部、６３Ｇ２…第５リード部、６６Ｒ…赤色ＬＥＤ、６６Ｇ１…第１緑色ＬＥＤ、６６Ｇ２…第２緑色ＬＥＤ、６６Ｂ…青色ＬＥＤ、６９…封止部、８０…バックライト装置

Claims (12)

  1. 発光素子と、
    前記発光素子を支持する支持面と当該支持面と対向する対向面とを有し、当該対向面の側縁部に当該対向面の面積を広げる方向に凸状部が形成された支持部材と、
    前記支持部材の前記凸状部が埋め込まれて当該支持部材に保持され、前記発光素子を保護する保護部材と
    を備えたことを特徴とする発光部材。
  2. 前記発光素子の一方の電極が接続される電極部材をさらに備え、
    前記支持部材は、前記発光素子の他方の電極が接続されるとともに、前記電極部材よりも厚さが厚く構成されたことを特徴とする請求項１記載の発光部材。
  3. 前記発光素子の一方の電極が接続される電極部材をさらに備え、
    前記電極部材は、前記支持部材の前記支持面と同一面に位置する第１面と、当該第１面に対して段差を持った第２面とが形成されたことを特徴とする請求項１記載の発光部材。
  4. 前記支持部材は、前記支持面の側縁部に当該支持面の面積を広げる方向に凸状部が形成され、前記保護部材は、当該支持面の側縁部に形成された当該凸状部にさらに倣って形成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光部材。
  5. 発光素子と、当該発光素子を支持する支持面と当該支持面と対向する対向面とを有し、当該対向面の側縁部に当該対向面の面積を広げる方向に凸状部が形成された支持部材と、当該支持部材の当該凸状部が埋め込まれて当該支持部材に保持され、当該発光素子を保護する保護部材とを有する発光部材と、
    複数の前記発光部材を電気的に接続して当該発光部材に電力を供給する回路が形成された回路部材と
    を備えたことを特徴とする発光装置。
  6. 発光素子が支持される支持面と対向する対向面の側縁部に当該対向面の面積を広げる方向に凸状部が形成されたフレーム板金に、当該凸状部が埋め込まれるように当該発光素子を保護する保持部材を形成する工程と、
    前記フレーム板金の前記支持面に発光素子を載せる工程と、
    前記発光素子を前記支持面に固定する工程と
    を含むことを特徴とする発光部材の製造方法。
  7. 前記フレーム板金の前記対向面に前記凸状部を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項６記載の発光部材の製造方法。
  8. 前記保持部材を形成する工程は、前記発光素子の一方の電極が接続される領域が段差を持って形成された前記フレーム板金に当該保持部材を形成することを特徴とする請求項６又は７に記載の発光部材の製造方法。
  9. 前記保持部材を形成する工程は、前記支持面の側縁部に当該支持面の面積を広げる方向に凸状部がさらに形成された前記フレーム板金に当該保持部材を形成することを特徴とする請求項６又は７に記載の発光部材の製造方法。
  10. 前記保持部材を形成する工程は、前記支持面が前記発光素子の一方の電極が接続される領域よりも厚く形成された前記フレーム板金に当該保持部材を形成することを特徴とする請求項６又は７に記載の発光部材の製造方法。
  11. 基板と、基板の表面に取り付けられた請求項５に記載の発光装置と、凹字状の断面形状を有し、凹部内側の底部に当該発光装置が取り付けられるように構成されたリフレクタとを備えたことを特徴とする照明装置。
  12. バックライトフレームと、バックライトフレームに配置された請求項５に記載の発光装置とを設けたことを特徴とするバックライト装置。
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